鈣鈦礦量子點(diǎn)是近幾年發(fā)展起來的新型光電材料，由于其具有熒光量子效率高、亮度高、缺陷容忍度高以及色域滿足BT.2020標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)光二極管（LED）和新型顯示領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但鈣鈦礦量子點(diǎn)由于其比表面積大，表面缺陷和表面有機(jī)配體的絕緣特性對其熒光量子效率、光電器件性能等具有顯著的影響。
鎵離子鈍化鈣鈦礦量子點(diǎn)缺陷及其發(fā)光二極管示意圖
基于以上問題，省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所新型顯示團(tuán)隊與中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所相關(guān)團(tuán)隊合作，利用高價金屬鎵離子對全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbBr3表面進(jìn)行鈍化修飾，制備出具有高光電效率的CsPbBr3電致發(fā)光器件。該工作重點(diǎn)研究了金屬鎵離子源對CsPbBr3量子點(diǎn)的表面鈍化機(jī)制和性能影響。研究結(jié)果表明，金屬鎵離子的修飾顯著的降低了CsPbBr3量子點(diǎn)表面缺陷態(tài)密度，提高了熒光量子效率，同時鎵離子對量子點(diǎn)表面有機(jī)配體的部分替代提高了載流子傳輸能力。相比未經(jīng)過鎵離子修飾的量子點(diǎn)器件，基于該量子點(diǎn)材料制備的電致發(fā)光器件最高亮度提高了2倍，電流效率提高了9倍以上，器件壽命提高了7倍以上。該方法研究了量子點(diǎn)缺陷對器件性能影響的問題，發(fā)展了該體系量子點(diǎn)缺陷鈍化的方法。
相關(guān)研究成果發(fā)表在國際權(quán)威期刊Journal of Materials Chemistry C，半導(dǎo)體所王建太博士為論文第一作者，學(xué)術(shù)帶頭人龔政博士和長春應(yīng)化所謝志元研究員為聯(lián)合通訊作者。該方法解決了量子點(diǎn)表面缺陷對器件性能影響的問題，發(fā)展了該體系量子點(diǎn)缺陷鈍化的方法。
論文信息：
Wang, J., Xu, Y., Zou, S., Pang, C., Cao, R., Pan, Z., Guo, C., Hu, S., Liu, J., Xie, Z., & Gong, Z. (2021). Effective defect passivation of CsPbBr3 quantum dots using gallium cations toward the fabrication of bright perovskite LEDs. Journal of Materials Chemistry C.
